[go: up one dir, main page]

RU2000112365A - METHOD FOR PROCESSING GAS-HYDROCARBON RAW MATERIALS IN SOLID-PHASE POLYMERS AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION - Google Patents

METHOD FOR PROCESSING GAS-HYDROCARBON RAW MATERIALS IN SOLID-PHASE POLYMERS AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION

Info

Publication number
RU2000112365A
RU2000112365A RU2000112365/04A RU2000112365A RU2000112365A RU 2000112365 A RU2000112365 A RU 2000112365A RU 2000112365/04 A RU2000112365/04 A RU 2000112365/04A RU 2000112365 A RU2000112365 A RU 2000112365A RU 2000112365 A RU2000112365 A RU 2000112365A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
plasma
gas
hydrocarbon
reaction chamber
phase
Prior art date
Application number
RU2000112365/04A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2190659C2 (en
Inventor
Наталья Ивановна Ющенкова
Андрей Викторович Черномырдин
Original Assignee
Наталья Ивановна Ющенкова
Андрей Викторович Черномырдин
Макаров Вадим Константинович
Дерябин Виктор Евгеньевич
Толстых Иван Викторович
Кутеев Юрий Михайлович
Кальвин Игорь Антонович
Книгина Нина Григорьевна
Шевченко Александр Иванович
Filing date
Publication date
Application filed by Наталья Ивановна Ющенкова, Андрей Викторович Черномырдин, Макаров Вадим Константинович, Дерябин Виктор Евгеньевич, Толстых Иван Викторович, Кутеев Юрий Михайлович, Кальвин Игорь Антонович, Книгина Нина Григорьевна, Шевченко Александр Иванович filed Critical Наталья Ивановна Ющенкова
Priority to RU2000112365/04A priority Critical patent/RU2190659C2/en
Priority claimed from RU2000112365/04A external-priority patent/RU2190659C2/en
Publication of RU2000112365A publication Critical patent/RU2000112365A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2190659C2 publication Critical patent/RU2190659C2/en

Links

Claims (29)

1. Способ переработки газового углеводородного сырья в твердофазные полимеры, согласно которому подвергают углеводородное сырье плазмохимическому пиролизу и полимеризации в плазме, содержащей водород, выводят твердофазные продукты полимеризации из газо-плазменного потока, отличающийся тем, что измеряют до пиролиза химический состав и расход газового углеводородного сырья, на основе данных измерений выбирают состав инертных плазмообразующих газов с энергиями возбуждения εma, εmi метастабильных электронно-возбужденных атомов и ионов, удовлетворяющих условию энергетического резонанса с затратами энергии реакций образования углеводородных радикалов и ион-радикалов из молекул углеводородного сырья согласно условию
Figure 00000001
(где Т - температура, k - постоянная Больцмана, ΔEa, ΔEi - энергии реакций образования радикалов и ион-радикалов при взаимодействии углеводородов с метастабильными атомами и ионами соответственно), создают разрежение в установке и образуют в плазмотроне плазму из выбранных плазмообразующих инертных газов с расходом, теплосодержанием, энергиями электронов, обеспечивающими получение вышеуказанных электронно-возбужденных плазменных частиц, вдувают плазму и перерабатываемое углеводородное сырье в виде сверхзвуковых струй в реакционную камеру, создают поток газоплазменной смеси, в котором происходит пиролиз и реакции образования углеводородных радикалов, обеспечивают скорость газоплазменного потока согласно условию Vn≤ Lo•τ -1 рек , где Lо - длина реакционной камеры, τрек- время реакции рекомбинации углеводородных радикалов, регистрируют в газоплазменном потоке химический состав продуктов, измеряют и устанавливают температуру, обеспечивающую полимеризацию углеводородов получают твердофазные углеводородные полимеры, которые выводят из двухфазного потока.
1. A method of processing gas hydrocarbon feedstocks into solid-phase polymers, according to which the hydrocarbon feedstock is subjected to plasma-chemical pyrolysis and polymerization in a plasma containing hydrogen, solid-state polymerization products are removed from the gas-plasma stream, characterized in that the chemical composition and flow rate of the gas hydrocarbon feedstock are measured before pyrolysis , based on the measurement data, the composition of inert plasma-forming gases with excitation energies ε ma , ε mi of metastable electronically excited atoms and ions is chosen satisfying the condition of energy resonance with the energy costs of the reactions of formation of hydrocarbon radicals and radical ions from hydrocarbon molecules according to the condition
Figure 00000001
(where T is the temperature, k is the Boltzmann constant, ΔE a , ΔE i are the energies of the formation of radicals and ion radicals during the interaction of hydrocarbons with metastable atoms and ions, respectively), create a vacuum in the setup and form a plasma from selected plasma-forming inert gases in the plasma torch with the flow rate, heat content, electron energies, providing the above electronically excited plasma particles, the plasma and the processed hydrocarbon feed in the form of supersonic jets are blown into the reaction chamber In addition, create a gas-plasma mixture flow in which pyrolysis and reactions of formation of hydrocarbon radicals occur, provide a gas-plasma flow rate according to the condition V n ≤ L o • τ -1 rivers where L о is the length of the reaction chamber, τ rivers is the reaction time of the recombination of hydrocarbon radicals, the chemical composition of the products is recorded in the gas-plasma stream, the temperature ensuring the polymerization of hydrocarbons is measured and set, and solid-phase hydrocarbon polymers are obtained which are removed from the two-phase stream.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что плазму вдувают в виде нескольких плазменных сверхзвуковых струй. 2. The method according to p. 1, characterized in that the plasma is blown in the form of several plasma supersonic jets. 3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что плазму вдувают в виде пересекающихся сверхзвуковых струй. 3. The method according to p. 2, characterized in that the plasma is blown in the form of intersecting supersonic jets. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в плазму до истечения в реакционную камеру вводят перерабатываемое углеводородное сырье. 4. The method according to p. 1, characterized in that the processed hydrocarbon feed is introduced into the plasma before expiration into the reaction chamber. 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в плазму до истечения в реакционную камеру вводят азот. 5. The method according to p. 1, characterized in that nitrogen is introduced into the plasma before expiration into the reaction chamber. 6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в плазму до истечения в реакционную камеру вводят перерабатываемое углеводородное сырье и азот. 6. The method according to p. 1, characterized in that the processed hydrocarbon feed and nitrogen are introduced into the plasma before expiration into the reaction chamber. 7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что создают плазму в плазмотроне с давлением 1-0,05 н. атм. 7. The method according to p. 1, characterized in that they create a plasma in a plasmatron with a pressure of 1-0,05 N. atm 8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что создают разряжение в реакционной камере в диапазонах давлений 5•10-6 - 2•10-4 н. атм.8. The method according to p. 1, characterized in that they create a vacuum in the reaction chamber in the pressure ranges 5 • 10 -6 - 2 • 10 -4 N. atm 9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что удельное теплосодержание плазмы создают в диапазоне 2•104 - 2•105 Дж/г.9. The method according to p. 1, characterized in that the specific heat content of the plasma is created in the range of 2 • 10 4 - 2 • 10 5 J / g 10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что энергию электронов поддерживают напряжением в дуговом разряде в диапазоне 13-30 вольт. 10. The method according to p. 1, characterized in that the electron energy is maintained by the voltage in the arc discharge in the range of 13-30 volts. 11. Способ по п. 1, отличающийся тем, что скорость газоплазменной смеси корректируют путем установки углов направления подачи плазменных струй относительно оси потока перерабатываемого газа. 11. The method according to p. 1, characterized in that the speed of the gas-plasma mixture is adjusted by setting the angles of the direction of supply of the plasma jets relative to the axis of the stream of the processed gas. 12. Способ по п. 1, отличающийся тем, что до вывода твердофазных продуктов повышают давление путем генерации скачков уплотнения. 12. The method according to p. 1, characterized in that prior to the output of solid-phase products increase the pressure by generating shock waves. 13. Способ по п. 1, отличающийся тем, что температуру газоплазменной смеси регулируют до повышения давления. 13. The method according to p. 1, characterized in that the temperature of the gas-plasma mixture is regulated to increase pressure. 14. Способ по п. 1, отличающийся тем, что измеряют состав продуктов реакций по спектрам излучения молекул и радикалов. 14. The method according to p. 1, characterized in that the composition of the reaction products is measured by the emission spectra of molecules and radicals. 15. Способ по п. 12, отличающийся тем, что после повышения давления измеряют температуру газоплазменной смеси по вращательным спектрам электронно-колебательных полос радикалов. 15. The method according to p. 12, characterized in that after increasing the pressure, the temperature of the gas-plasma mixture is measured by the rotational spectra of the electron-vibrational bands of the radicals. 16. Способ по п. 12, отличающийся тем, что после измерения температуры ее регулируют до температуры полимеризации. 16. The method according to p. 12, characterized in that after measuring the temperature it is adjusted to the polymerization temperature. 17. Способ по п. 1, отличающийся тем, что повторно воздействуют плазмой на газоплазменную смесь. 17. The method according to claim 1, characterized in that the plasma is repeatedly exposed to the gas-plasma mixture. 18. Способ по п. 17, отличающийся тем, что после повторного воздействия плазмой измеряют состав продуктов реакций по электронно-колебательным спектрам излучения молекул и радикалов. 18. The method according to p. 17, characterized in that after repeated exposure to plasma, the composition of the reaction products is measured by the electron-vibrational emission spectra of molecules and radicals. 19. Способ по п. 1, отличающийся тем, что очищают газовый поток от не прореагировавших газов углеводородного сырья, компрессируют оставшийся инертный газ, возвращают газ в плазмотрон в виде плазменной струи на стадию плазмохимического пиролиза углеводородного сырья. 19. The method according to p. 1, characterized in that the gas stream is cleaned from unreacted hydrocarbon gases, the remaining inert gas is compressed, the gas is returned to the plasma torch in the form of a plasma jet to the stage of plasma-chemical pyrolysis of the hydrocarbon feed. 20. Устройство для переработки газового углеводородного сырья в твердофазные полимеры, содержащее плазмотроны, охлаждаемую реакционную камеру с отверстиями и патрубками для первичного и повторного подводов охлаждающей среды с помощью форсунок, дросселирующее устройство, емкость для сбора конечного продукта, отличающееся тем, что плазмотроны, питающиеся плазмообразующими газами от рессивера, содержат регуляторы длин электродуговых разрядных промежутков, реакционная камера оснащена приборами оптической регистрации состава газов и плазмы, измерителями скорости и давлений потоков газоплазменной смеси и соединена через вакуумный затвор с корпусом разделителя фаз, имеющего механизм разделения фаз и раздельные коллекторы газовой и твердой фаз, коллектор газовой фазы через патрубок соединен с откачной системой, коллектор твердой фазы через шлюзовую камеру соединен с приемной емкостью для сбора твердофазного углеводородного полимера. 20. A device for processing gas hydrocarbon feedstocks into solid-phase polymers containing plasmatrons, a cooled reaction chamber with holes and nozzles for primary and repeated supply of a cooling medium using nozzles, a throttling device, a container for collecting the final product, characterized in that the plasma torches fed by plasma-forming gases from the receiver, contain regulators of the lengths of electric arc discharge gaps, the reaction chamber is equipped with devices for optical registration of the composition of gases and azma, by measuring the velocity and pressure of the flows of the gas-plasma mixture and is connected through a vacuum shutter to the phase separator body having a phase separation mechanism and separate gas and solid phase collectors, the gas phase collector is connected to the pumping system through the nozzle, the solid phase collector is connected to the receiving chamber through the lock chamber a container for collecting solid-phase hydrocarbon polymer. 21. Устройство по п. 20, отличающееся тем, что в одном сечении реакционной камеры установлено более двух плазмотронов. 21. The device according to p. 20, characterized in that more than two plasmatrons are installed in one section of the reaction chamber. 22. Устройство по п. 20, отличающееся тем, что плазмотроны смонтированы в нескольких сечениях реакционной камеры. 22. The device according to p. 20, characterized in that the plasma torches are mounted in several sections of the reaction chamber. 23. Устройство по п. 20, отличающееся тем, что форсунки охлаждения расположены после каждого сечения, в котором размещены плазмотроны. 23. The device according to p. 20, characterized in that the cooling nozzles are located after each section in which the plasmatrons are placed. 24. Устройство по п. 20, отличающееся тем, что оптические приборы регистрации содержат механизмы сканирования излучения по объему реакционной камеры. 24. The device according to p. 20, characterized in that the optical recording devices contain radiation scanning mechanisms for the volume of the reaction chamber. 25. Устройство по п. 20, отличающееся тем, что откачная система через компрессор и установленным после него обратным клапаном, соединена с ресивером сбора откаченных газов, который через трубопровод с газовой разводкой и редукторы соединен с плазмотронами. 25. The device according to p. 20, characterized in that the pumping system through a compressor and a check valve installed after it is connected to a receiver for collecting evacuated gases, which is connected to the plasma torches through a gas-wired pipeline and gearboxes. 26. Устройство по п. 20, отличающееся тем, что между разделителем фаз и откачной системой установлен механизм очистки отработанных газов от углеводородов. 26. The device according to p. 20, characterized in that between the phase separator and the pumping system there is a mechanism for cleaning exhaust gases from hydrocarbons. 27. Устройство по п. 20, отличающееся тем, что механизм очистки газов от углеводородов выполнен в виде криогенной панели. 27. The device according to p. 20, characterized in that the mechanism for cleaning gases from hydrocarbons is made in the form of a cryogenic panel. 28. Устройство по п. 20, отличающееся тем, что реакционная камера соединена через диффузор с вакуумным затвором. 28. The device according to p. 20, characterized in that the reaction chamber is connected through a diffuser with a vacuum shutter. 29. Устройство по п. 20, отличающееся тем, что шлюзовая камера имеет автономную систему откачки. 29. The device according to p. 20, characterized in that the lock chamber has an autonomous pumping system.
RU2000112365/04A 2000-05-19 2000-05-19 Method and apparatus for reprocessing of gaseous raw hydrocarbon into solid phase polymers RU2190659C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000112365/04A RU2190659C2 (en) 2000-05-19 2000-05-19 Method and apparatus for reprocessing of gaseous raw hydrocarbon into solid phase polymers

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000112365/04A RU2190659C2 (en) 2000-05-19 2000-05-19 Method and apparatus for reprocessing of gaseous raw hydrocarbon into solid phase polymers

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2000112365A true RU2000112365A (en) 2002-02-27
RU2190659C2 RU2190659C2 (en) 2002-10-10

Family

ID=20234760

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000112365/04A RU2190659C2 (en) 2000-05-19 2000-05-19 Method and apparatus for reprocessing of gaseous raw hydrocarbon into solid phase polymers

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2190659C2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017040704A1 (en) 2015-09-04 2017-03-09 Plasmerica, Llc Gas-to-liquid reactor and method of using
EP3781301A4 (en) 2018-04-16 2022-01-26 Plasmerica, LLC Gas-to-gas reactor and method of using

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2026334C1 (en) * 1991-12-09 1995-01-09 Николай Иванович Иванов Method of high-temperature processing of gaseous condensate and a device for its realization
RU2129584C1 (en) * 1996-07-19 1999-04-27 Фирма "Плазмохим" Motor fuel production process
RU2142845C1 (en) * 1998-02-02 1999-12-20 Сибирский химический комбинат Plasmo-jet reactor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6409851B1 (en) Microwave plasma chemical synthesis of ultrafine powders
CA2833965C (en) Method for processing a gas and a device for performing the method
EP0394735A2 (en) Process for forming diamond coatings using a silent discharge plasma jet process
Shul et al. Thermal energy charge-transfer reactions of Ar+ and AR2+
US11148116B2 (en) Methods and apparatus for synthesizing compounds by a low temperature plasma dual-electric field aided gas phase reaction
US20140183033A1 (en) Plasma reactor for carrying out gas reactions and method for the plasma-supported reaction of gases
JP2023533469A (en) Plasma decomposition apparatus for corona discharge induced decomposition of hydrogen-containing gases
US20110039036A1 (en) Remote non-thermal atmospheric plasma treatment of temperature sensitive particulate materials and apparatus therefore
Jasiński et al. Production of hydrogen via conversion of hydrocarbons using a microwave plasma
Skakov et al. Hydrogen production by methane pyrolysis in the microwave discharge plasma.
US20060213759A1 (en) Pyrolysis apparatus and pyrolysis method
RU2000112365A (en) METHOD FOR PROCESSING GAS-HYDROCARBON RAW MATERIALS IN SOLID-PHASE POLYMERS AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
Tahara et al. Emission spectroscopic measurement of ammonia or mixture of nitrogen and hydrogen plasma in a direct-current arc jet generator with an expansion nozzle
RU2190659C2 (en) Method and apparatus for reprocessing of gaseous raw hydrocarbon into solid phase polymers
de Graaf A new hydrogen particle source
RU2770519C1 (en) Method for producing hydrogen and liquid hydrocarbons by beta and steam conversion of hydrocarbon gases
KR102867744B1 (en) Method and apparatus for producing hydrogen
Viggiano et al. Ion–molecule kinetics at 15–700 Torr
Gutsol Plasma dissociation of hydrogen sulfide
Apatin et al. Generation of high-energy secondary pulsed molecular beams
US20230294065A1 (en) Method and system for transforming a gas mixture using pulsed plasma
Krawczyk et al. Microwave reactor for nitrous oxide processing
JP2003201104A (en) Device for recovering sodium hydride
Jivotov Microwave reactors for plasma chemistry
Gazeli et al. Evaluation of the influence of the gas flow rate and the electrical parameters of a pulsed power supply on the optical emission of atmospheric pressure guided ionization waves